CN106249110B - 一种自动识别伪根的高压输电线路故障双端测距方法 - Google Patents
一种自动识别伪根的高压输电线路故障双端测距方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106249110B CN106249110B CN201610898973.0A CN201610898973A CN106249110B CN 106249110 B CN106249110 B CN 106249110B CN 201610898973 A CN201610898973 A CN 201610898973A CN 106249110 B CN106249110 B CN 106249110B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- transmission line
- electricity
- voltage
- search
- fault point
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/08—Locating faults in cables, transmission lines, or networks
- G01R31/081—Locating faults in cables, transmission lines, or networks according to type of conductors
- G01R31/085—Locating faults in cables, transmission lines, or networks according to type of conductors in power transmission or distribution lines, e.g. overhead
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
- Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
- Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
- Y04S10/50—Systems or methods supporting the power network operation or management, involving a certain degree of interaction with the load-side end user applications
- Y04S10/52—Outage or fault management, e.g. fault detection or location
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Locating Faults (AREA)
Abstract
本发明公开了一种自动识别伪根的高压输电线路故障双端测距方法,采用输电线路的分布参数,从输电线路的两端分别计算出故障点的电压,根据故障点电压变化趋势,判断当前搜索区间是否存在伪根,从而确定下一次迭代搜索的方向,并使搜索区间折半,进入到真根所在的搜索区间,可利用两端计算出的故障点电压幅值相等的条件求出真根,测距精度高,计算量小,迭代次数少,快速实现高精度测距,以便快速发现故障点,具有良好的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统继电保护技术领域,具体涉及一种自动识别伪根的高压输电线路故障双端测距方法。
背景技术
输电线路故障双端测距是同时利用线路两端的电气量获得故障位置信息,在双端测距算法中,根据对双端数据同步的要求,分为双端数据同步测距和双端数据不同步测距。由于,很难做到双端数据完全同步,因此,双端数据不同步的测距方法,具有更大的工程实用价值。
目前,在利用两端的电气量推算到故障点电压相等的双端数据不同步的测距方法中,测距结果有可能会遇到伪根,传统的做法是对输电线路的全程进行搜索,依据故障点电压相等求出两个根后再依据一定的条件剔除伪根,为了达到较高的精度,迭代步长必须取得较小,这样导致计算量很大,实时性不佳。
因此,需要提供一种新的方法,能够提高精度的同时减少计算量,解决快速性和伪根判决之间的矛盾。
发明内容
本发明的目的是克服现有的双端数据不同步的测距方法中剔除伪根,计算量很大,实时性不佳的问题。本发明的自动识别伪根的高压输电线路故障双端测距方法,测距精度高,计算量小,迭代次数少,快速实现高精度测距,以便快速发现故障点,具有良好的应用前景。
为了达到上述目的,本发明所采用的技术方案是:
一种自动识别伪根的高压输电线路故障双端测距方法,其特征在于:包括以下步骤,
步骤(A),得到输电线路两端的三相电压、三相电流以及输电线路的分布参数;
步骤(B),将输电线路的全长设为搜索区间,并设输电线路的中间点作为起始故障点,给定最大搜索次数;
步骤(C),采用长线方程从输电线路的两端分别计算出故障点的两组正序电压和两组负序电压;
步骤(D),根据故障点的两组正序电压或两组负序电压的幅值变化趋势,确定下次搜索的方向;
步骤(E),根据确定下次搜索的方向,采用二分法使搜索区间折半,将搜索区间的中间点做为下次搜索的故障点,并判断搜索过程是否结束,若搜索过程结束,则输出故障点位置;若搜索过程没结束,则转向步骤(C),进行下一次迭代搜索,直到输出故障点位置。
前述的一种自动识别伪根的高压输电线路故障双端测距方法,其特征在于:步骤(A),输电线路两端的三相电压包括输电线路中送电端的电压Uma、Umb、Umc,输电线路中受电端的电压Una、Unb、Unc;输电线路两端的三相电流包括输电线路中送电端的电流Ima、Imb、Imc,输电线路中受电端的电流Ina、Inb、Inc;采用傅氏算法计算出送电端的三相电流向量正序电流向量负序电流向量受电端的三相电流向量正序电流向量负序电流向量送电端的三相电压向量正序电压向量负序电压向量受电端的三相电压向量正序电压向量负序电压向量
前述的一种自动识别伪根的高压输电线路故障双端测距方法,其特征在于:步骤(B)搜索区间为[a,b],第一次搜索时设置a=0,b=l,l是输电线路的全长;并设置搜索次数为N,最大搜索次数为Nset,第一次搜索时令N=1。
前述的一种自动识别伪根的高压输电线路故障双端测距方法,其特征在于:步骤(C)采用长线方程从输电线路的两端分别计算出故障点的两组正序电压和两组负序电压,具体如下:
(C1)根据输电线路的送电端电压、电流,通过公式(1)得到故障点关于送电端的正序电压
(C2)根据输电线路的受电端电压、电流,通过公式(2)得到故障点关于受电端的正序电压
(C3)根据输电线路的送电端电压、电流,通过公式(3),得到故障点关于送电端的负序电压
(C4)根据输电线路的受电端电压、电流,通过公式(4)得到故障点关于受电端的负序电压
其中,x为送电端到故障点的距离;l是输电线路的全长;γ为输电线路的传播系数,ZC为输电线路的波阻抗,Y0和Z0分别为输电线路单位长度的导纳和阻抗;分别为送电端的正序电压和正序电流;分别为受电端的正序电压和正序电流;分别为送电端的负序电压和负序电流;分别为受电端的负序电压和负序电流。
前述的一种自动识别伪根的高压输电线路故障双端测距方法,其特征在于:步骤(D),根据故障点的两组正序电压或两组负序电压的幅值变化趋势,确定下次搜索的方向,具体过程如下,
(D1)判断输电线路是三相对称故障或者三相不对称故障;若输电线路是三相对称故障,则执行(D2);若输电线路是三相不对称故障,则执行(D3);
(D2)根据和的变化趋势,判断搜索方向,方法如下,
(1)若处于上升状态且处于下降状态,则向送电端的方向搜索;
(2)若处于上升状态且处于下降状态,则向受电端的方向搜索;
(3)若和都处于下降状态,且则向送电端的方向搜索;反之,若和都处于下降状态,且 则向受电端的方向搜索;
(D3)根据和的变化趋势,判断搜索方向,方法如下,
(1)若处于下降状态且处于上升状态,则向送电端的方向搜索;
(2)若处于下降状态且处于上升状态,则向受电端的方向搜索;
(3)若和都处于上升状态,且则向送电端的方向搜索;反之,若和都处于上升状态,且 则向受电端的方向搜索。
前述的一种自动识别伪根的高压输电线路故障双端测距方法,其特征在于:步骤(E),判断搜索过程是否结束的方法为,
当或或者搜索次数大于给定的最大搜索次数时,则判断搜索过程结束,此时的故障点即为实际故障点,ε为给定的电压预置值。
前述的一种自动识别伪根的高压输电线路故障双端测距方法,其特征在于:所述最大搜索次数Nset不超过20。
前述的一种自动识别伪根的高压输电线路故障双端测距方法,其特征在于:所述给定的电压预置值ε不超过1V。
本发明的有益效果是:本发明的自动识别伪根的高压输电线路故障双端测距方法,采用输电线路的分布参数,从输电线路的两端分别计算出故障点的电压,根据故障点电压变化趋势,判断当前搜索区间是否存在伪根,从而确定下一次迭代搜索的方向,并使搜索区间折半,进入到真根所在的搜索区间,可利用两端计算出的故障点电压幅值相等的条件求出真根,测距精度高,计算量小,迭代次数少,快速实现高精度测距,以便快速发现故障点,具有良好的应用前景。
附图说明
图1是本发明的自动识别伪根的高压输电线路故障双端测距方法的流程图。
图2是本发明根据故障点的两组正序电压或两组负序电压的幅值变化趋势,确定下次搜索方向的第一流程图。
图3是本发明根据故障点的两组正序电压或两组负序电压的幅值变化趋势,确定下次搜索方向的第二流程图。
具体实施方式
下面将结合说明书附图,对本发明作进一步的说明。
本领域技术人员知道,当故障线路两端推得的电压幅值变化曲线的交点不唯一时,就出现了伪根,真根处于从两端看过去电压幅值都是递减的区域;而伪根则处于从其中一端看过去电压幅值处于递增的区域。因此,可以采用故障点的电压幅值变化趋势来识别伪根,通过上述描述,本发明的自动识别伪根的高压输电线路故障双端测距方法,其自动识别的方法是利用故障点的电压幅值变化趋势来进行识别,如图1所示,包括以下步骤,
步骤(A),得到输电线路两端的三相电压、三相电流以及输电线路的分布参数,其中,输电线路两端的三相电压包括输电线路中送电端(M端)的电压Uma、Umb、Umc,输电线路中受电端(N端)的电压Una、Unb、Unc;输电线路两端的三相电流包括输电线路中送电端的电流Ima、Imb、Imc,输电线路中受电端的电流Ina、Inb、Inc;
采用傅氏算法计算出送电端的三相电流向量正序电流向量负序电流向量受电端的三相电流向量正序电流向量负序电流向量送电端的三相电压向量 正序电压向量负序电压向量受电端的三相电压向量正序电压向量负序电压向量
步骤(B),将输电线路的全长设为搜索区间,并设输电线路的中间点作为起始故障点,给定最大搜索次数,具体如下,搜索区间为[a,b],第一次搜索时设置a=0,b=l,l是输电线路的全长;并设置搜索次数为N,最大搜索次数为Nset,第一次搜索时令N=1;
步骤(C),采用长线方程从输电线路的两端分别计算出故障点的两组正序电压和两组负序电压,具体如下:
(C1)根据输电线路的送电端电压、电流,通过公式(1)得到故障点关于送电端的正序电压
(C2)根据输电线路的受电端电压、电流,通过公式(2)得到故障点关于受电端的正序电压
(C3)根据输电线路的送电端电压、电流,通过公式(3),得到故障点关于送电端的负序电压
(C4)根据输电线路的受电端电压、电流,通过公式(4)得到故障点关于受电端的负序电压
其中,x为送电端到故障点的距离;l是输电线路的全长;γ为输电线路的传播系数,ZC为输电线路的波阻抗,Y0和Z0分别为输电线路单位长度的导纳和阻抗;分别为送电端的正序电压和正序电流;分别为受电端的正序电压和正序电流;分别为送电端的负序电压和负序电流;分别为受电端的负序电压和负序电流;
步骤(D),根据故障点的两组正序电压或两组负序电压的幅值变化趋势,确定下次搜索的方向,具体过程如下,
(D1)判断输电线路是三相对称故障或者三相不对称故障;若输电线路是三相对称故障,则执行(D2);若输电线路是三相不对称故障,则执行(D3);
(D2)根据和的变化趋势,判断搜索方向,如图2所示,方法如下,
(1)若处于上升状态且处于下降状态,则向送电端的方向搜索;
(2)若处于上升状态且处于下降状态,则向受电端的方向搜索;
(3)若和都处于下降状态,且则向送电端的方向搜索;反之,若和都处于下降状态,且 则向受电端的方向搜索;
(D3)根据和的变化趋势,判断搜索方向,如图3所示,方法如下,
(1)若处于下降状态且处于上升状态,则向送电端的方向搜索;
(2)若处于下降状态且处于上升状态,则向受电端的方向搜索;
(3)若和都处于上升状态,且则向送电端的方向搜索;反之,若和都处于上升状态,且 则向受电端的方向搜索;
步骤(E),根据确定下次搜索的方向,采用二分法使搜索区间折半,将搜索区间的中间点做为下次搜索的故障点,并判断搜索过程是否结束,若搜索过程结束,则输出故障点位置;若搜索过程没结束,则转向步骤(C),进行下一次迭代搜索,直到输出故障点位置,其中,判断搜索过程是否结束的方法为,当或或者搜索次数大于给定的最大搜索次数时,则判断搜索过程结束,此时的故障点即为实际故障点,ε为给定的电压预置值。
所述最大搜索次数Nset根据实际线路长度来取值,对于目前的最长的输电线路,取不超过20已经足够了,也可以根据实际情况选择合适的最大搜索次数,所述给定的电压预置值ε不超过1V(这里为一次值)。
综上所述,本发明的自动识别伪根的高压输电线路故障双端测距方法,采用输电线路的分布参数,从输电线路的两端分别计算出故障点的电压,根据故障点电压变化趋势,判断当前搜索区间是否存在伪根,从而确定下一次迭代搜索的方向,并使搜索区间折半,进入到真根所在的搜索区间,可利用两端计算出的故障点电压幅值相等的条件求出真根,测距精度高,计算量小,迭代次数少,快速实现高精度测距,以便快速发现故障点,具有良好的应用前景。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (7)
1.一种自动识别伪根的高压输电线路故障双端测距方法,其特征在于:包括以下步骤,
步骤(A),得到输电线路两端的三相电压、三相电流以及输电线路的分布参数;
步骤(B),将输电线路的全长设为搜索区间,并设输电线路的中间点作为起始故障点,给定最大搜索次数;
步骤(C),采用长线方程从输电线路的两端分别计算出故障点的两组正序电压和两组负序电压;
步骤(D),根据故障点的两组正序电压或两组负序电压的幅值变化趋势,确定下次搜索的方向;
具体过程如下,
(D1)判断输电线路是三相对称故障或者三相不对称故障;若输电线路是三相对称故障,则执行(D2);若输电线路是三相不对称故障,则执行(D3);
(D2)根据和的变化趋势,判断搜索方向,所述为故障点关于送电端的正序电压,为故障点关于受电端的正序电压;方法如下,
(1)若处于上升状态且处于下降状态,则向送电端的方向搜索;
(2)若处于上升状态且处于下降状态,则向受电端的方向搜索;
(3)若和都处于下降状态,且则向送电端的方向搜索;反之,若和都处于下降状态,且则向受电端的方向搜索;
(D3)根据和的变化趋势,判断搜索方向,为故障点关于送电端的负序电压,为故障点关于受电端的负序电压,方法如下,
(1)若处于下降状态且处于上升状态,则向送电端的方向搜索;
(2)若处于下降状态且处于上升状态,则向受电端的方向搜索;
(3)若和都处于上升状态,且则向送电端的方向搜索;反之,若和都处于上升状态,且则向受电端的方向搜索;
步骤(E),根据确定下次搜索的方向,采用二分法使搜索区间折半,将搜索区间的中间点做为下次搜索的故障点,并判断搜索过程是否结束,若搜索过程结束,则输出故障点位置;若搜索过程没结束,则转向步骤(C),进行下一次迭代搜索,直到输出故障点位置。
2.根据权利要求1所述的一种自动识别伪根的高压输电线路故障双端测距方法,其特征在于:步骤(A),输电线路两端的三相电压包括输电线路中送电端的电压Uma、Umb、Umc,输电线路中受电端的电压Una、Unb、Unc;
输电线路两端的三相电流包括输电线路中送电端的电流Ima、Imb、Imc,输电线路中受电端的电流Ina、Inb、Inc;采用傅氏算法计算出送电端的三相电流向量正序电流向量负序电流向量受电端的三相电流向量 正序电流向量负序电流向量送电端的三相电压向量 正序电压向量负序电压向量受电端的三相电压向量 正序电压向量负序电压向量
3.根据权利要求1所述的一种自动识别伪根的高压输电线路故障双端测距方法,其特征在于:步骤(B)搜索区间为[a,b],第一次搜索时设置a=0,b=l,l是输电线路的全长;并设置搜索次数为N,最大搜索次数为Nset,第一次搜索时令N=1。
4.根据权利要求1所述的一种自动识别伪根的高压输电线路故障双端测距方法,其特征在于:步骤(C)采用长线方程从输电线路的两端分别计算出故障点的两组正序电压和两组负序电压,具体如下:
(C1)根据输电线路的送电端电压、电流,通过公式(1)得到故障点关于送电端的正序电压
(C2)根据输电线路的受电端电压、电流,通过公式(2)得到故障点关于受电端的正序电压
(C3)根据输电线路的送电端电压、电流,通过公式(3),得到故障点关于送电端的负序电压
(C4)根据输电线路的受电端电压、电流,通过公式(4)得到故障点关于受电端的负序电压
其中,x为送电端到故障点的距离;l是输电线路的全长;γ为输电线路的传播系数,ZC为输电线路的波阻抗,Y0和Z0分别为输电线路单位长度的导纳和阻抗;分别为送电端的正序电压和正序电流; 分别为受电端的正序电压和正序电流;分别为送电端的负序电压和负序电流;分别为受电端的负序电压和负序电流。
5.根据权利要求1所述的一种自动识别伪根的高压输电线路故障双端测距方法,其特征在于:步骤(E),判断搜索过程是否结束的方法为,
当或或者搜索次数大于给定的最大搜索次数时,则判断搜索过程结束,此时的故障点即为实际故障点,ε为给定的电压预置值。
6.根据权利要求3所述的一种自动识别伪根的高压输电线路故障双端测距方法,其特征在于:所述最大搜索次数Nset不超过20。
7.根据权利要求5所述的一种自动识别伪根的高压输电线路故障双端测距方法,其特征在于:所述给定的电压预置值ε不超过1V。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610898973.0A CN106249110B (zh) | 2016-10-14 | 2016-10-14 | 一种自动识别伪根的高压输电线路故障双端测距方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610898973.0A CN106249110B (zh) | 2016-10-14 | 2016-10-14 | 一种自动识别伪根的高压输电线路故障双端测距方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN106249110A CN106249110A (zh) | 2016-12-21 |
CN106249110B true CN106249110B (zh) | 2019-08-30 |
Family
ID=57612648
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201610898973.0A Expired - Fee Related CN106249110B (zh) | 2016-10-14 | 2016-10-14 | 一种自动识别伪根的高压输电线路故障双端测距方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN106249110B (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6804358B2 (ja) * | 2017-03-27 | 2020-12-23 | 三菱電機株式会社 | 故障点標定装置 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102119474B (zh) * | 2008-07-07 | 2014-01-22 | Abb研究有限公司 | 应用于电力系统距离保护的快速振荡解锁方法和装置 |
CN105044551B (zh) * | 2015-06-10 | 2018-03-20 | 中国电力科学研究院 | 一种架空线‑高压电缆混合线路故障定位方法 |
CN105911429A (zh) * | 2016-04-28 | 2016-08-31 | 国网上海市电力公司 | 一种基于粒子群算法的架空线双端不同步故障测距方法 |
CN105759178B (zh) * | 2016-04-28 | 2018-09-21 | 国网上海市电力公司 | 一种架空-电缆混合线路单相接地故障的双端测距方法 |
-
2016
- 2016-10-14 CN CN201610898973.0A patent/CN106249110B/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN106249110A (zh) | 2016-12-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101299538B (zh) | 一种电缆-架空混合线路故障行波测距方法 | |
CN101635457B (zh) | 一种基于状态估计残差参数灵敏度的电网参数估计方法 | |
CN110659693B (zh) | 基于k近邻分类的配电网快速拓扑识别方法、系统及介质 | |
CN103944165B (zh) | 一种大电网参数辨识估计方法 | |
CN106054036B (zh) | 一种基于扩展德拜等值电路的油纸绝缘主时间常数计算方法 | |
CN101958543B (zh) | 一种变电站三相无阻抗非线性多源状态估计方法 | |
CN103513159A (zh) | 一种直流接地极线路上的故障测距方法及装置 | |
CN104849614B (zh) | 小电流单相接地故障选线的判断方法 | |
CN111413589B (zh) | 一种基于灰靶决策的配电网单相短路故障定位方法 | |
CN105652147B (zh) | 一种单/双回输电线路全线高精度故障测距方法 | |
CN110289613A (zh) | 基于灵敏度矩阵的配电网拓扑识别与线路参数辨识方法 | |
CN103267926A (zh) | 基于差分进化算法故障特征匹配的含dg配电网故障测距 | |
CN109494720A (zh) | 一种基于网络传播特性的电压暂降随机预估方法 | |
CN108074198B (zh) | 一种电力系统pmu不良数据识别方法 | |
CN105388392A (zh) | 基于视在阻抗辨识的直流配电电缆单端在线故障定位方法 | |
CN106208050B (zh) | 一种基于pmu的电网支路静态参数检测辨识方法 | |
CN110045226A (zh) | 一种基于压缩感知的配电网故障定位方法 | |
CN101499659A (zh) | 基于基尔霍夫电流定律的变电站分布式状态估计方法 | |
CN103675565A (zh) | 超/特高压交(直)流输电线路工频参数测量方法 | |
CN110504662A (zh) | 双馈风电场送出线路的纵联差动保护方法 | |
CN104007364B (zh) | 一种基于电压相位关系的单端行波测距方法 | |
Ni et al. | Faulty feeder detection of single phase-to-ground fault for distribution networks based on improved K-means power angle clustering analysis | |
CN106384298B (zh) | 一种基于两阶段插补模型的智能用电缺失数据修正方法 | |
CN110391645B (zh) | 基于故障行波突变量的直流配电网故障选线方法及系统 | |
CN106249110B (zh) | 一种自动识别伪根的高压输电线路故障双端测距方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20190830 Termination date: 20201014 |